Вычислительная математика и программирование - Боглаев Ю.П.
ISBN 5-06-00623-9
Скачать (прямая ссылка):
Так как пи п2 — выражения, то они могут принимать отрицательные, нулевые и положительные значения: должно быть только
П2 >ПХ.
5* 131
Например, оператор
DIMENSION А(-2:2)
описывает массив из пяти элементов
А(—2), А(—1), А(0), А(1), А(2),
а оператор
DIMENSION A(0:2*N+1)
при N = 2 описывает массив из шести элементов
А(0), А(1), А (2), А(3), А (4), А (5)
Последний призер указывает, что такое расширение описания удобно в алгоритмах вычислительной математики, где часто нумерацию элементов массива начинают с нуля.
Фортран допускает употребление семимерных массивов в отличие от трехмерных фортрана 66.
3.5.7. Оператор цикла. Запись оператора цикла DO следующая:
DO п, i=m1, т2, т3
здесь п—метка последнего оператора цикла, i—переменная целого, вещественного типа или двойной точности; ти т2, — арифмети-
ческие выражения над величинами целыми, вещественными или двойной точности. Например, возможен такой оператор цикла
DO 2, Х = Х0, XI, -Н
Еще одним важным отличием оператора цикла фортрана 77 является то, что 1щкл может ни разу не выполняться. В фортране 66 цикл по крайней мере выполняется один раз, так как проверка значения переменной i цикла производится в конце цикла (не превышает ли / значение т2), поэтому в фортране 66 цикл
DO 2 1 = 1, О
один раз выполняется. В фортране 77 такая проверка осуществляется перед выполнением цикла, а выход из цикла происходит, если i>m2.
Кроме того, переменная i сохраняет свое значение после выхода из цикла и может использоваться в следующих операторах. Таким образом, операторы
DO 2 1=1, 100
2 CONTINUE M = I
приведут к тому, что переменной М будет присвоено значение М = 101.
Запятая в операторе после метки п не является обязательной, но она оберегает пользователя от некоторых возможных ошибок, которые не просто обнаружить.
\
i *
Глава 4
СИСТЕМНЫЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ
# 4.1. Введение
4.1.1. Три типа программ. Все используемые на ЭВМ программы могут быть разделены на три типа:
1) прикладные программы;
2) системные программы;
3) инструментальные программы.
Прикладные программы разрабатываются для решения на ЭВМ конкретных научно-технических задач, как правило, специалистами той предметной области, где используются результаты вычислений. Например, прикладные программы решают задачи тепломассопереноса в реакторах АЭС, устойчивости системы управления летательных аппаратов, надежности строительных конструкций, управления объектами в реальном масштабе времени и т. п. Прикладные программы создаются на различных языках программирования, в частности на фортране.
Разработка прикладного программного обеспечения решения задач—наиболее массовый вид программирования, которым заняты большинство специалистов—непрофессионалов в программировании.
Два других типа программного обеспечения (системные и инструментальные программы) разрабатываются профессиональными программистами.
Системные программы выполняются вместе с прикладными программами и служат для управления ресурсами ЭВМ — центральным процессором, памятью, вводом—выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей ЭВМ. Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы ЭВМ эффективно могла выполнять различные прикладные программы. Оно состоит из двух больших групп программ:
1) операционные системы (ОС);
2) системы управления базами данных (СУБД).
Вторую группу системных программ (СУБД) мы не рассматриваем; основные задачи ОС излагаются ниже.
Инструментальные программы—это программы, которые не участвуют на этапе выполнения прикладной программы, но служат Для разработки прикладных (и системных) программ. К инструментальным программам, например, относятся:
133
1) редакторы;
2) трансляторы;
3) программа-библиотекарь;
4) отладочные программы;
5) графические пакеты программ;
6) построители блок-схем.
Наиболее широко из инструментальных программ используются редакторы и трансляторы с языков фортран, паскаль и т. п.
4.1.2. Операционная система. Название большого набора программ— операционная система—связано с тем, что до появления таких программ соответствующую работу выполняли операторы ЭВМ. Перечислим основные задачи, решаемые ОС.
1. Управление ресурсами ЭВМ: регистрация и реакция на аппаратные сбои, распределение заданий разных пользователей, реакция на прерывания; составление расписаний работ; распределение памяти,1 внешних устройств.
2. Дополнение к прикладным программам: загрузка прикладных программ; связь различных частей программ; управление вводом—-выводом.
3. Управление хранением данных и программ: хранение данных и программ, не зависимое от физических устройств.
4. Управление связью между программами, выполняемыми на различных вычислительных устройствах.
5. Взаимодействие пользователя и ОС через терминалы (алфавитно-цифровые дисплеи, графические дисплеи и т. п.).
6. Защита программ и данных от несанкционированного доступа.
7. Диагностика аппаратуры, данных и программ, восстановление, дублирование программ, данных и аппаратуры.
Следует заметить, что ОС выполняют фактически коллективное обслуживание различных пользователей с основной целью—максимально загрузить ЭВМ. Эта цель, как правило, вступает в противоречие с целью пользователя, который предпочитает монопольно владеть всеми ресурсами машины. Поэтому следует ясно представлять, что за услуги ОС необходимо платить пользователю уменьшением оперативной памяти на величину, где размещается ядро ОС, уменьшением размера внешней памяти, где располагается остальная часть ОС. Очевидно, что уменьшается быстродействие прикладной программы, поскольку часть времени работы ЭВМ тратится на выполнение программ ОС. И все же эти издержки обходятся пользователю гораздо дешевле, чем разработка собственных программ, выполняющих некоторые функции ОС.
